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　　第九章 关于地质记录的不完全性

　　马和貘是两个不同类型的物种，但它们有一个共同的祖先。

　　经过观察，我们发现：在当今世界里能完全用标本将两个类型和中间变种有机紧密地连接在一起的事实，确属罕见。新的类型将按照截然不同的形式发生变化。比如，养鸽者可培育出与已经灭绝了的扇尾鸽极为相近的新品种；同时，处于劣势的类型是无法逃避灭绝这一残酷现实的。赫胥黎教授指出：爬行类和鸟类之间的巨大间隔，差不多是由细颚恐龙的一种或灭绝了的始祖鸟和驼鸟等不同类型的物种连接着——灭绝类型在地质层的演替过程中，同现存类型胚胎发育的级进是平行的。物种在同一地域进行相同模式的演替，遵循的是自然选择的法则。

　　神奇的对拱门 摄影 当代

　　此照片拍摄于美国著名的国家拱门公园，展现了奇特的自然沙岩拱门。此拱门的石头上有着颜色对比非常清晰的纹理，其成因是三亿年前这里曾是一片汪洋，海水消失以后又经过了很多年，盐床和其他碎片挤压成岩石并且越来越厚，盐床底部不敌上方的压力而破碎，复经地壳隆起变动，再加上风化侵蚀，一个个拱形石头就得已形成。

　　消失的中间变种

　　我在第六章列举了对于本书所持论点的主要异议。对这些异议，大部分我们已经进行了讨论。异议之一：关于物种类型的明显区分以及物种没有无数的过渡连锁，这二者被混淆在了一起，这是一个明显的难点。对这一问题，我曾提出论点进行说明：今天，在很明显的有利于它们存在的环境条件下，在具有渐变的物理条件的广大地域，为什么这些连锁通常并不存在？我曾竭力说明，每一个物种的生活对今天还存在着的生物类型的依存，比对气候的依存要强烈得多。所以，那些真正具有支配力量的生活条件并不像热度或温度那样，会在不知不觉中逐渐消失。我也曾竭力说明，由于中间变种的存在数量比它们所联系的类型少，所以中间变种在进一步的变异和改进的过程中，一般要被淘汰和消灭。应该看到，今天，无数的中间连锁在整个自然界中没有到处发生，其主要原因是由于自然选择这一过程。通过这一过程，新的变种不断地代替、排挤了它们的双亲类型。毫无疑问，这种灭绝过程曾经大规模地发生了作用。根据比例，过去曾经生存的中间变种一定有很大的规模。既然如此，人们要问，为什么在各地质层和各地层中没有充满这些中间连锁呢？应该说，地质学的确没有揭示这些微细级进的连锁；这大概是反对自然选择学说的最重要的异议。我认为，这主要是由于地质纪录的极度不完整。我相信，这个理由可以解释这一疑点。

　　猎狮搏斗 浮雕 16世纪

　　狮子是大型猫科动物里的一种。其体形庞大，习性凶猛，通常捕食比较大的猎物，如野牛、斑马等。当它们受到人类的猎捕时，也会给予有力的回击。这幅猎狮图生动地刻画了亚述国王与雄狮搏斗的场面，显然狮子处于上风。

　　美人鱼引领哥伦布到美洲 版画 19世纪 马德里美洲博物馆藏

　　在加勒比海岸有一个十分有趣的文学性传说，认为是美人鱼的歌声把哥伦布引向美洲的，哥伦布也曾在他的报告中说他看见3条美人鱼。其实哥伦布发现的是海牛，是海中的大型哺乳动物。

　　首先，根据自然选择学说，我们应当永远记住，什么种类的中间类型是在过去生存过的。在我们观察任何两个物种时，我发现，我们的思维很容易在想象中直接进入物种之间的那些类型。但这是完全错误的。正确的是，我们应当经常追寻进入各个物种和它们共同的，但未知的祖先之间的那些类型；而一般来说，这个祖先在某些方面已经与变异了的后代大相径庭了。这里，可以举一个简单的例证：扇尾鸽和突胸鸽都是由岩鸽传下来的，如果我们掌握了所有曾经生存过的中间变种，我们就能掌握这两个品种和岩鸽之间的关系，事实上，它们各有一个极其密切的系列。没有任何变种是直接介于扇尾鸽和突胸鸽之间的。例如，具有这两个品种的特征——稍微扩张的尾部和稍微增大的嗉囊——的变种实际上是没有的。再有，这两个品种已经发生了很大变化，是如此不相同，如果我们不了解它们起源的历史和其他间接证据，只是根据它们和岩鸽在构造上的对比，就不可能进行这样的判断：它们究竟是从岩鸽传下来的呢，还是从其他某一近似类型如皇宫鸽传下来的？

　　自然物种也是这样。设想一下，如果我们观察到差别很大的类型，如马和貘，我们就没有任何理由可以假定，那些直接介于它们之间的连锁曾经存在过；但可以假定马或貘和一个未知的共同祖先，它们之间曾有过中间连锁的存在。在物种的整个链条上，它们的共同祖先与马和貘通常具有很大的相似性，但在某些个别构造上二者可能存在很大的差异，这种差异甚至比它们之间的彼此差异还要大。根据这个例子，我们可以这样说，在这种情形下，除非我们同时掌握了一条近于完全的中间连锁，否则，即使我们将祖先的构造和它变异了的后代加以严密的比较，也不能辨识出两个物种或两个物种以上的双亲类型。

　　根据自然选择学说，在两个现存的类型中，一个来自另一个的可能性是比较大的，如马来自貘。在这种情形下，在二者之间，应该存在着直接的中间连锁。如果这个看法成立，就意味着在一个很长期间里，某个类型保持不变，而它的子孙却在这期间发生了大量的变异。事实上，生物与生物的子与亲之间是存在竞争的，这个原理使上述情形发生的可能性极低。因为，在所有这些情形里，新的、改进的物种类型有压制旧的、不进行改进的物种类型的倾向。

　　根据自然选择学说，一切现存物种都曾经和本属的亲种存在着联系，它们之间的差异，并不比今天我们看到的同一物种的自然变种和家养变种之间的差异大。这些目前已经灭绝了的亲种，它们同样与古老的类型有所联系；如果我们向上回溯，常常会把它们归到每个物种大纲的共同祖先上去。由此可以认定，在现今的现存物种和灭绝物种之间，它们中间的过渡连锁数量一定非常大，甚至难以胜数。如果说自然选择学说是正确的，那么，这些无数的中间连锁也一定曾在地球上生存过。

　　已经流逝的漫长岁月

　　当然，除了我们没有发现这些无限数量的中间连锁的化石遗骸以外，还有一种反对意见。他们认为，既然一切变化的成果都是缓慢地达到的，那么，就没有充分的时间来完成如此大量的有机变化。如果读者不是一位从事实际工作的地质学者，我很难使他理解某些事实，从而对“时间”这个概念有所了解。莱尔爵士著有《地质学原理》一书，我深信，他一定会被后世历史家承认在自然科学中曾掀起了一场革命。凡是读过这部伟大著作的人，如果不承认过去时代曾是那样的久远，那他最好立刻把我的这本书合起来不要读了。然而，如果只是研究《地质学原理》和阅读不同观察者关于各个地质层的论文，或注意到这些作者怎样试图对于各个地质层的时间提出来的并不确切的观念，还远远不够。如果我们对发生作用的各项动力有所了解，并对地面剥蚀的深度、沉积物沉积的情况都进行了研究，我们才能对过去古老的时间获得一些概念。莱尔曾非常明白地说，沉积层的广度和厚度是剥蚀作用的结果，同时也是地壳别的场所被剥蚀的尺度。因此，一个人应当亲自考察层层相叠的所有地层的巨大沉积物，仔细观察小河如何带走泥沙，波浪如何将海岸岩崖侵蚀。只有这样，才能对已经逝去的时代的时间有所认识，而留有时间的痕迹在我们的周围到处都能见到。

　　宇 宙 何塞·库内奥 油画 19世纪

　　画作以恢弘的宇宙景观衬托出人类的渺小，是人和自然关系的史诗作品，它反映了时间的变化以及万物的不断演化。

　　海岸是由并不坚硬的岩石形成的，沿着岸边走走，注意看被自然力侵蚀剥落的岩石是有好处的。在多数情况下，每天有两次海潮到达海岸的岩崖，而且时间很短。一般情况下，只有当波浪挟带着细沙或小砾石冲击海岸时，岩崖才会被侵蚀；有证据证明，清水对岩石的侵蚀是没有任何效果的。经过这样反复冲刷，海岸岩崖的基部终于被掏空了，巨大的岩石碎块落了下来。岩石碎块落下后，就固定在了倾落的地方，然后一点一点地被海水所侵蚀，最后体积缩得很小，在波浪的旋转下，又被磨碎成小砾石、沙或泥。我们常常看到这样的情景：海岸在不断后退，岩崖基部的圆形巨砾生长着海产生物。这说明，这些海产生物很少被磨损，很少被波浪转动。另外，如果我们沿着正在被自然力侵蚀剥落的海岸岩崖行走几英里，就会发现这些正在被剥落的崖岸，只不过是很短的一段，它们环绕着海角零零星星地存在着。然而，地表和植被的外貌在告诉人们，从它们的基部被水冲刷以来，它们已经经过很多年代了。

　　地球板块分布

　　地球表面有8个大板块和10个左右小板块。这些板块位于岩石圈上，如同浮冰一样处于不断运动之中。与人类的历史相比，这些板块的移动速度非常缓慢，但从地质角度来看却是非常快的。亚欧板块和北美洲板块目前正以每年大约20毫米的速度分离，这使得大西洋洋面越来越宽广。

　　近来，我们从朱克斯、盖基、克罗尔以及先驱者拉姆齐等许多优秀的观察者的观察里，知道了大气所具有的侵蚀剥落力量；它们是一种比波浪冲击海岸的力量更为重要的动力。我们看到，整个陆地表面都暴露在空气和溶有碳酸的雨水的化学作用之下；在寒冷的地方，它们则暴露在霜的作用之下。那些被逐渐分解的物质，即使在平缓的斜面上，也会被大雨冲走；在干燥的地方，则被风刮走；其力量超出了人们的想象。物质便被河川冲走了，急流加深了河道，河中的碎石被磨成碎片。遇到下雨的时候，即使在平缓倾斜的地方，我们也能从斜面流下来的泥水里看到大气侵蚀剥落下的效果。拉姆齐和惠特克曾经说，这是一个极为动人的观察。维尔顿区的巨大崖坡线，以及曾被看做是古代海岸的横穿英格兰的崖坡线，都不是如此形成的。原因是，各崖坡线都是由一种相同的地质层构成的，而海岸岩崖则是由各种不同的地质层交织而成的。如果这种情形是真实的，我们就应该认定，这些崖坡的形成，其原因是由于构成它的岩石比周围的表面更能够抵抗大气的剥蚀作用。于是，崖坡的表面便逐渐陷下去了，留下了比较坚硬的岩石所形成的线路。从表面上看，大气动力的力量是微小的，它们的工作进度似乎也很缓慢，谁料到它曾经产生过如此伟大的结果。从我们的时间观点来说，还有什么比这种信念更能使我们强烈地感到时间的久远无边呢？

　　我们体验了陆地通过大气作用和海岸作用而缓慢被侵蚀了的这一事实；如果还要了解过去时间的久远，一方面，最好去考察广大地域上被移去的岩石；另一方面，应去考察沉积层的厚度。我记得，当我看到火山岛被波浪冲蚀，并将四面削去，最后形成了高达1000或2000英尺的直立悬崖时，曾经非常感动，因为，熔岩流以前是液体状态，将它凝成平缓的斜面，这说明了坚硬的岩层曾经一度在大洋里伸展得十分遥远。断层说明了这一切。沿着断层，也就是那些巨大的裂隙，地层在这一边隆起，在那一边陷下，它的高度或深度竟达数千英尺。自从地壳裂破以来，无论地面的隆起是突然发生的或是如多数地质学者所阐明的，它们是缓慢地由许多隆起运动而形成的，这其中并没有多大的差别。现在，地表已经变得非常平坦了，我们在外观上已经看不出它曾出现过如此巨大转位的任何痕迹，如克拉文断层上升了30英里，沿着这一线路，地层的垂直总变位从600到3000英尺不等。盎格尔西也曾陷落达2300英尺。关于这个问题，拉姆齐教授曾发表过一篇报告。他告诉我，他相信在梅里奥尼斯郡，有一个地方陷落竟达12000英尺。当出现这些情况时，地表上已没有任何东西可以表现如此巨大的运动了；裂隙两边的石堆已经被夷为了平地。

　　高地沙漠上的岩石景观 摄影

　　发生侵蚀作用时，岩石逐渐磨损消失，陆地渐渐被夷平。由于侵蚀和堆积的双重影响，对地表地形造成极大的改变。图中这个拱形物是在美国的犹他州国家公园发现的，它是几百万年前由于风和雨对岩石的侵蚀作用而形成。

　　从世界各处的情况来看，沉积层的叠积都是非常厚的。我曾在科迪勒拉山测量过一片砾岩，它有10000英尺厚。砾岩的堆积速度虽然比密集的沉积岩快些，但从构成砾岩的小砾石磨成圆形需花费的时间来看，积成一块砾岩还是十分缓慢的。拉姆齐教授根据他在很多地方的实际测量，计算出了英国不同部分的连续地质层的最大厚度，结论如下：

　　古生代层（不包括火成岩）:57154英尺

　　第二纪层 ：13190英尺

　　第三纪层： 2240英尺

　　全部加起来是72584英尺。如果将它们折合成英里，几乎有13.75英里。在英格兰，有些地质层只是很薄的一层，而在欧洲大陆上却厚达数千英尺。再有，在每一个连续的地质层之间，按照大多数地质学者的意见，空白时期也非常久远。由此可以看出，英国的沉积岩出现的高耸叠积层，只是对其经过的堆积时间，给人一个不确切的概念。对这类事实的考察，给我们的印象是：似乎就像在白费力气去掌握“永恒”这个概念一样。

　　金 雕 奥杜邦 水彩画 19世纪

　　金雕为鸟纲，鹰科，雌鸟体长约1米，雌雄同色。金雕现存数量稀少，处于濒危状态。金雕性情凶猛，经常袭击羊群，所以遭到牧人的捕杀。金雕的窝巢筑在悬崖峭壁的洞穴里，或者筑在一棵孤零零的大树上。它们每窝产卵1~4个，雄雕和雌雕轮流孵化。

　　沙岩磐石 摄影 当代 摄于美国犹他州

　　坐落于犹他州错综复杂的峡谷之间的中心岩石地带，是大自然最美丽动人的表现：红色的沙岩磐石与圆顶，犹如吸引人们的宗教寺庙。照片反映的是大自然剥蚀的效果。

　　人们对此产生的印象有些是错误的。克罗尔先生在一篇有趣的论文里写到：“我们对于地质时期的长度形成了一种过大的概念，这是不会犯错误的，但如果用年数来计算，就要犯错误了。”面对自然界的巨大而复杂的现象，看到表示着几百万年的这个数字时，这二者在地质学者思想上会产生完全不同的印象，内心立即感到这个数字太小了。对大气的剥蚀作用，克罗尔先生根据某些河流每年冲下来的沉积物的已知量与其流域相比较，得出了如下数字：

　　如果把 1000英尺的坚硬岩石逐渐进行粉碎，需要花费600万年的时间，才能将它从整个面积的平均水平线上移去。这个数字看上去令人感到吃惊，人们怀疑这个数字是否太大了，把这个数字缩减到1/2甚至1/4，依然是惊人的。之所以出现这种想法，与人们不了解100万的真实意义是什么有关。克罗尔先生用下面的比喻来进行说明：用一张83英尺4英寸长的狭条纸，沿着一间大厅的墙壁伸延出去；我们在1/10英寸处做一记号，这个“1/10英寸”代表100年，全纸条代表100万年。要记住，在这个大厅里，被毫无意义的尺度所代表的100年，对于本书提出的问题具有极其重要的意义。一些优秀的饲养者，他们仅仅在自己短短的一生中，就极大地改变了某些高等动物，而这些高等动物在繁殖它们的种类上，与大多数下等动物相比要缓慢得多。就这样，这些优秀的饲养者育成了新的亚品种。很少有人用半世纪以上的时间对物种的一个品系进行仔细的观察。所以我们说，两个饲养者的连续性工作可用100年来表示。我们不能假定，那些在自然状态下生存的物种，能够像处于有计划、选择指导之下的家养动物那样，短时期内发生迅速的变化。无意识的选择，即只保存最有用、最美丽的动物，但这种选择并无意于改变那个品种。如果将其效果与家养动物相比较，也许比较公平些。通过这种无意识的选择，在两个世纪或三个世纪的时间里，各个品种就将发生明显的改变。

　　然而，物种的变化大概要缓慢得多，一般来说，在同一地方，只有少数的物种同时发生变化。物种之所以出现这种缓慢性变化，原因是同一地方内的所有生物相互之间已经非常适应了。要改变这种状况，除非经过一个很长的时间，由于某种物理变化的发生，或者由于新类型的移入，否则，在这个自然机构中是不会出现新的位置的。再有，具有正当性质的变异或个体差异，即出现了某些生物能够在改变了的环境条件下适应新地位的变异，也不会马上就发生。遗憾的是，我们没有办法根据时间来决定，一个物种的改变需要经过多长时间。关于这个问题，以后还要进一步讨论。

　　古生物学标本的匮乏

　　现在让我们到馆藏最丰富的地质博物馆去看一看，我们会发现，即使在那里，其陈列品也是非常贫乏的。人们都承认，博物馆所搜集的标本是不完全的。我们永远不应忘记可敬的古生物学者爱德华·福布斯说的下面这段话：大多数的化石物种都是根据单个的而且常常是破碎的标本来制作的，有些是根据某一个地点发现的少数标本来命名的。到目前为止，人们只对地球表面上的很少一部分作过地质学上的发掘。考察每年欧洲的所有重要发现，可以说，没有一处地方曾被十分仔细地发掘过，那些柔软的生物没有一种能够被保存下来。散落在海底的贝壳和骨骼，如果没有沉积物的掩盖，就会很快腐朽，从而永远消失掉。我们现在的看法可能是十分错误的，认为几乎整个海底的沉积物正在进行堆积，它们的堆积速度足够埋藏和保存化石的遗骸。海洋中，大部分面积都呈现蓝色，这说明水是纯净的。许多记载证明，经过一个长时期的间隔后，一个地质层往往会被另一个后生的地质层遮盖起来；在这个间隔期内，处在下面的那一层并未遭受到任何磨损。对这种情形要有一个前提才能解释，那就是海底必须很多年没有发生过变化，否则无法解释这一现象。我们知道，埋藏在沙子或砾层里的遗骸，遇到岩床上升的时候，一般会由于溶有碳酸的雨水的渗入而被分解。那些生长在海边高潮与低潮之间的许多种动物，似乎很难被保存下来。例如，有几种藤壶亚科（无柄蔓足类的亚科）的物种，数量巨大，我们几乎在全世界的海岸岩石上都能找到它们，这些都是严格意义上的海岸动物。人们曾经在西西里发现过一个在深海中生存的地中海物种的化石，除此以外，至今还没有在任何第三纪地质层里发现过其他的物种，虽然我们知道藤壶亚科曾经生存于白垩纪。有一个问题值得我们注意，必须经过很长时间才能堆积起来的巨大沉积物中，竟然完全没有生物的遗骸。直到今天，我们对此仍不能作出任何解释。一个最显著的例子是：弗里希地质层由页岩和沙岩构成，厚度达数千英尺，有的甚至达6000英尺，从维也纳绵延到瑞士，其长度至少300英里。地质学家虽然对它进行过非常仔细的考察，但除了发现少数的植物遗骸之外，没有发现任何化石。

　　对那些生活在中生代和古生代的陆栖生物，我们所搜集的证据是非常片面的。这里就不多谈了，只举一个例子：最近，除了莱尔爵士和道森博士在北美洲的石炭纪地层中发现了一种陆地贝壳外，在中生代和古生代这两个极其广阔的时代里，人们还没有发现过其他陆地贝壳。值得庆幸的是，前不久在黑侏罗纪地层中已经发现了陆地贝壳。关于哺乳动物的遗骸，莱尔的《手册》里所登载的历史表可以看一看。《手册》充满了真理，读这个《手册》比读文字还能更好地了解对物种的保存是如何稀少、如何偶然。事实上，第三纪哺乳动物的骨骼大部分是在洞穴或湖沼的沉积物里发现的，没有一个洞穴或真正的湖成层是属于第二纪或古生代的地质层的。如果我们了解了这一点，对它们的稀少也就不会感到惊奇了。

　　杨树叶化石 摄影 当代

　　每一种类生物延续的时间是200～1000万年。化石的存在或许更说明问题，几种种类的结合，可以确定植物形成的确切年代，即使使用的化石是属于生物界未知的群体。这是一张生长在2500万年前的杨树叶子的矿化化石。

　　大 象 佚名 油画 18世纪

　　原古时大象都分布于非洲和北美洲，西方人在中世纪对大象印象不深，画家们只会想起它们的长鼻和长牙，其他部位就大相径庭了。

　　除了上述任何原因外，地质记录的不完全还有一个更重要的原因：很多地质层相互之间被一个很长的间隔时期隔开了。很多地质学家都赞同这一观点，甚至像福布斯那样完全不相信物种变化的古生物学者也赞同此说。当我们在一些著作中看到地质层的表格时，当我们在从事实地考察时，我们就不得不相信它们之间是密切相连的。例如，默奇森爵士写了一部关于俄罗斯的巨著，由此我们知道了，在那个国家重叠的地质层之间有着十分广阔的间隙；这种情形在北美洲、在世界的许多地方都是如此。如果一个最熟练的地质学家只把他的注意力局限在他的国家，那么他绝不会想到，在他的祖国还处在一个空白时期时，巨大的沉积物已在世界的其他地方堆积起来了，它们中含有新的、十分特别的生物类型。我可以这样认为：如果在各个分离的地域内，对连续地质层之间所经过的时间长度不能形成一个正确的观念，那么可以设想，我们在任何地方都不能确立这种观念。如果连续地质层的矿物构成常常发生巨大变化，那就意味着周围的地质发生了巨大变化，由此就必然产生沉积物。这种情形与在各个地质层之间曾有过很长的间隔时期的看法是一致的。

　　我们能够理解各个地区的地质层几乎都是间断的这一事实。这里要问的是：它们为什么不是彼此密切相连接的呢？我曾在南美洲进行过调查，近期，那里的数千英里海岸升高了几百英尺。最打动我的是，竟没有发现一点近代的沉积物。那里有足够的广度，可以持续保留哪怕是一个很短的地质时代，而不至于将其磨灭。它的西海岸栖息着一些特别的海产动物。然而，那里的第三纪层很不发达，可能一些连续存在的、特别的海产动物的记录不会在那里长久地保存，直到遥远的古代。稍微想一下，我们就能根据海岸岩石的大量剥落和注入到海洋里去的泥流进行解释：为什么我们没有在沿着南美洲西边升起的海岸发现含有近代的，即第三纪遗骸的巨大地质层？可以想象，在遥远的古代，那里的沉积物一定是丰富的。毫无疑问，我们应当这样进行解释：当海岸沉积物和近海岸沉积物一旦被逐渐升高的陆地带到海岸，在波浪的磨损下，就会不断地被侵蚀掉。

　　红岩之乡 摄影 当代 摄于美国科罗拉多峡谷

　　科罗拉多河现在仍流经科罗拉多大峡谷中心，它是这个伟大景观的主要孕育者。如果要了解河流，就必须了解峡谷。从科罗拉多雪山流出的雪水与怀俄明绿河汇聚，然后以冷冽清澈的水流冲向犹他州的红岩之乡。

　　可以断言，沉积物只有形成非常厚的、坚实的、面积很大的巨块，才能在升高时和水平面连续变动时，抵抗住波浪的不断冲刷以及后来的大气侵蚀作用。这样厚重、巨大的沉积物，是由两种方式的堆积来完成的。其一，在深海底部进行堆积。深海底不像浅海那样，栖息着许多变异了的生物类型。当大块的沉积物上升之后，在它的堆积期内生活的附近的生物所提供的记录是不完全的。其二，在浅海底进行堆积。如果浅海底不间断地慢慢沉陷，沉积物就能在那里任意堆积，其厚度和广度都十分巨大。在后一种情形里，只要海底沉陷的速度与沉积物的供给保持大致平衡，海水就一直是浅的，这就有利于多数的生物类型得到保存，包括那些变异了的生物类型。于是，一个富含化石的地质层便形成了；即使它开始上升，并变为陆地时，它的厚度也足以抵抗大气的剥蚀作用。

　　我相信，凡是层内厚度的大部分富含化石的古代地质层（几乎所有的古代地质层），它们都如上所述，是在海底沉陷期间形成的。我在1845年发表了关于这个问题的看法，之后，我就十分注意地质学的进展情况。使我感到惊奇的是，当作者们讨论到各种各样不同的巨大地质层时，他们先后都得出了同样的结论，即这些巨大的地质层都是在海底沉陷期间堆积起来的。对此，我可以补充一点，南美洲西岸唯一存在的古代第三纪地质层就是在水平面向下沉陷期间堆积起来的，并达到了相当的厚度。它虽然有巨大的厚度，并能够抵抗住大气的侵蚀，但它仍然难以持续到一个久远的地质时代，仍然难逃被磨灭的命运。

　　地质史所呈现出来的事实很明白地告诉我们，每个地域都曾发生过无数次缓慢的水平面振动，振动的影响范围无疑是很大的。结果，在沉陷期间，那些富含化石、广度和厚度都足以抵抗随之而来的大气侵蚀作用的地质层，就在广大的范围内形成了。然而，它的形成只局限于在以下地方：那里，沉积物的供给能够保持海水的浅度，能够在遗骸未腐化前把它们埋藏和保存起来。相比较而言，在海底维持静止的时期，厚重的沉积物是不能在最适于生物生存的浅海部分堆积起来的。在上升的交替期间，这种情形就更少发生；更确切些说，那时堆积起来的海床，由于处在升起和进入海岸作用的界限之内，也常常被毁坏了。

　　叶片化石

　　这块叶片化石在地质层中保持得十分完整，叶片没有丝毫损坏，叶脉走向清晰可见。地质学家认为，它应该是早期的蕨类植物叶片化石。

　　以上谈的，主要是海岸沉积物和近海岸沉积物。在广阔的浅海，例如，在马来群岛30、40、60英寻（海洋测量中的深度单位，1英寻=1852米。——编译者）深的大部分海域，它的幅员广阔的地质层大约都是在其上升期间形成的。在它缓慢的上升时期，并没有遭受到强烈的侵蚀。由于上升运动，地质层的厚度比海的深度小，因而地质层的厚度应该不会很大。也因为这个原因，堆积物不会凝固得很坚硬，它的上面也不会覆盖着各种地质层。所以，在以后的水平面振动期间，这种地质层就非常容易被大气、海水所侵蚀。根据霍普金斯先生的意见，如果地面的一部分在上升后及未被剥蚀之前就自行沉陷，那么，在上升运动中所形成的沉积物，就有可能受到新堆积物的保护，虽然它不厚，也可以保存一个很长的时期。

　　蝴蝶化石 摄影 现代

　　蝴蝶是完全变态昆虫。不呈现变态的动物被称为是“直接发育”的，这种情况存在于海螺蜗牛、头足纲软体动物、蜘蛛、蝎子等身上。确实，在孵化时，小墨鱼、小蜗牛、新生蜘蛛已经像是微型的成年动物。大多数脊椎动物也没有变态：小鸟和小哺乳动物已经具有最终形态，几乎所有两栖动物都有变态的倾向，还有些鱼类也有变态现象，如鳗鱼。人们称这些动物为“间接发育”。青蛙的蝌蚪、鳗鱼的幼体是些幼虫；而鱼的幼体并非幼虫，而是小鱼。

　　三叶虫化石 摄影 现代

　　地质年代是通过成千上万种生物的出现和消亡来表示的。各生代以主要生物群为标志，例如古生代是三叶虫，中生代是恐龙。三叶虫是最具古生代特征的节肢动物，它们的出现标志着古生代的开始。三叶虫有1500个种类，但至今无一幸存。图中是一种生长在海里的古生代三叶虫的化石。我们也把三叶虫化石称为燕子石或蝙蝠石，其种类繁多，大小不一，从1厘米至1米都出现过。

　　霍普金斯先生相信，水平面广阔的沉积层很少会完全毁坏。然而，除了少数相信现存的变质片岩和深成岩曾一度形成地球的原核外，其他的地质学家都认为，深成岩外层的很大范围都已经被剥蚀。原因是，在没有表被的时候，这些岩石被凝固和结晶的可能性极小。但如果变质作用发生在海洋深处，那么，岩石以前的保护性表被就不会很厚。所以，如果我们承认片麻岩、云母片岩、花岗岩、闪长岩等曾经一度被覆盖，那么，对于世界很多地方的这种大面积的、裸露在外的岩石，我们除了它们的被覆层已被完全剥蚀了的信念，还能有什么解释呢？我们必须承认，在一个广大面积上，都有这种岩石的存在。如巴赖姆的花岗岩地区，据洪堡说，其面积至少比瑞士大19倍。布埃曾在亚马逊河的南面划出一块由花岗岩构成的地区，其面积相当于西班牙、法国、意大利、德国的一部分以及英国诸岛面积的总和。人们还未曾对这个地区进行过仔细调查，这里，我们只能根据旅行家们所提出的证据证明，它的花岗岩的面积是十分巨大的。冯埃虚维格曾经详细地绘制了这种岩石的区域图，它的面积成一条直线，从里约热内卢一直延伸到内地，长达260英里。我曾在这个地区的另一方向旅行过150英里，眼中看到的全是花岗岩。在沿着从里约热内卢到普拉他河口的全部海岸（全程1100英里），我搜集了很多标本。经过检查，证明都属于这一类岩石。在整个普拉他河北岸地区，除了近代的第三纪层外，只有一小部分是属于轻度变质岩的。我想，这大概是形成花岗岩系的原始被覆物所留下的唯一岩石了。美国和加拿大是大家所熟悉的地区，我曾根据罗杰斯教授的精美地图的标记把它剪下来，并根据它记载的重量进行计算，发现变质岩（不包含半变质岩）和花岗岩的比例是19∶12.5。如果将二者的面积相加，总和超过了全部较新的古生代地质层。在很多地区，如果我们把那些覆在变质岩和花岗岩上面的沉积层除去，那么，变质岩和花岗岩的面积比我们表面上所见到的还要伸延得更广、更远。我们知道，沉积层是不能形成结晶花岗岩的原始被覆物的，由此看来，在世界上的某些地方，其整个地质层可能已经完全被磨灭了，使我们没有看到一点遗迹。

　　地质年代

　　目前所发现的生物化石，大多生存于6亿年前以后，地质学上将此后的时间分为三个地质年代：古生代、中生代和新生代。古生代开始时间为6亿年前，那时海洋中有无脊椎动物，陆地上尚没有动物和植物，代表性生物为三叶虫；中生代开始时间为2.3亿年前，那时海洋中出现脊椎动物，陆地上有了动物和植物，代表性生物为蕨类和恐龙；新生代开始时间为6500万年前，出现了开花植物和哺乳类动物，以及鸟类和昆虫等。

　　有一个问题值得我们注意。在上升期间，陆地面积及它连接的海的浅滩面积会不断增大，从而形成新的生物生活场所。上面我们说过，在那里，这种新的环境条件对于新变种和新种的形成是很有利的。遗憾的是，这一时期在地质记录上一般是空白的。从另一方面看，在沉陷期间，除最初分裂为群岛的大陆海岸外，生物在分布面积和数量上会减少，其结果是带来生物的大量绝灭。当然，少数新变种或新物种却在这时开始形成了；在这样一个沉陷时期，堆积起了很多富含化石的沉积物。

　　所有地质层中都缺少大

　　量的中间变种

　　根据上述考察，从整体来看，我们可知的地质记载无疑是非常不完整的。然而，我们如果把注意力仅仅局限在某一种地质层上，就很难理解：为什么人们没有发现，那些始终生活在这一地质层中的近似物种之间密切级进的诸变种？根据记载，同一个物种在同一地质层的上部和下部一般呈现着一些变种。特劳希勒得曾经举的菊石的许多事例就是这种情况。喜干道夫也曾描述过一种十分奇异的物种类型：在瑞士，淡水沉积物的连续诸层中存在复形扁卷螺的十个级进的类型。毫无疑问，各地质层的沉积需经过非常久远的年代才能形成，人们甚至还可以举出许多理由，说明在各个地质层中为什么一般不包含一个级进的连锁系列，存在于一直生活在那里的物种之间，但我对下述理由还是不能给予适当的评价。

　　菊石的传说 摄影 现代

　　据说巫师利用菊石能使沉睡的神灵显现。英国人把菊石称为“蛇石”。在英国约克郡的一个小城，一直流传着菊石是被七世纪的圣女希尔达砍了头的古代小蛇的故事，因而这个城的城徽上绘有3个蛇头菊石。事实上菊石并不是石，而是已经灭绝的海生无脊椎动物。

　　我们知道，每个地质层都可以将一个久远的时间过程显示出来。然而，这与一个物种变为另外一个物种所需要的时间相比，可能还是显得短了些。勃龙和伍德沃德都是古生物学者，他们曾断言，各地质层的平均存续期比物种类型的平均存续期要长二至三倍。我尊重他们的意见，然而在我看来，这其中似乎存在着很多难以克服的困难，妨碍我们对这种意见作出恰当的评论。当我们看到一个物种刚开始在地质层的中央部分出现时，一般会非常轻率地去推论，在这之前，这个物种不曾在其他地方存在过。还有一种情况，当我们看到一个物种在一个沉积层最后部分形成以前就消失时，我们也会非常轻率地去推定，这个物种在那时已经灭绝了。事实上，我们忘记了，欧洲的面积和世界的其他部分相比是相当的小，而全欧洲的同一地质层的几个阶段也不是完全相关的。

　　贝壳化石

　　这个贝壳化石上的贝壳图案仅遗留下一丝原有颜色的痕迹，而贝壳本身的色彩则随时光的流逝变为阴影。碳碳双键被破坏，可能是导致其褪色的原因。但只要结晶体内染色体结构没有发生破坏性的变化，人类就能依此推论出几亿年前贝壳化石的本色。

　　石炭纪的植物繁殖 水粉画 20世纪

　　在35000万年前，植物已经能够自然繁殖了，有胚珠和花粉。胚珠受粉后变成种子，种子脱离后再在其他地方生长出新的植物。在最原始的系统中，植物已有雌雄之分。同一棵针叶树就有雌雄枝。

　　石炭纪植物茂盛，主要是蕨类。煤里的蕨类植物化石很多，因为这类植物在腐败分解，受到极大压力后，陷入地下转化成煤。

　　根据以上情形，我们可以有把握地推论：由于气候变化及其他因素，所有种类的海产动物都曾作过大规模的迁徙。当我们看到一个物种最初在某个地质层中出现时，可能就是这个物种在气候发生变化或其他因素下初次迁移到这个区域去的。如大家所熟知的，一些物种在北美洲古生代层中出现的时间比在欧洲同样地层中出现的时间要早，这明显是物种从美洲的海中迁移到欧洲的海中所需要花费的时间。在考察世界各地的最近沉积物时，我们到处可看见少数至今依然生存的某些物种，它们在沉积物中虽然很普通，但在周围相邻的海中则已经灭绝了。也有与之相反的情形：一些物种现在在周围邻接的海中虽然很繁盛，但在这一特殊的沉积物中却是绝无仅有的。考察欧洲冰期内（它只是全地质学时期的一部分）的生物的准确迁徙数量和冰期内的海陆沧桑、气候的巨大变化，再结合生物经过的悠久时间，这为我们上了最好的一课。然而，在世界的任何地方，含有化石遗骸的沉积层是否曾在这一冰期的整个期间在同一区域内进行连续堆积，这是值得怀疑的。例如，在密西西比河河口的附近，在海产动物繁殖的深度范围以内，我想，沉积物恐怕不是在冰期内连续堆积起来的。我们知道，在这个期间，美洲的其他地方曾经发生过巨大的地理变迁。像在密西西比河河口附近浅水中沉积起来的这种地层，它们是在冰期的某一个时期内沉积起来的；在上升的过程中，由于物种的迁徙和地理变化，生物的遗骸大概会最初出现和消失在不同的水平面中。在未来的某个时候，如果有一位地质学家调查这些地层，他大概会得出这样的结论：看起来那里埋藏的化石生物的平均持续过程比冰期的时间短，而实际上却比冰期要长得多；也就是说，它们从冰期以前一直延续到了现在。

　　如果沉积物能在一个很长时间内连续进行堆积，其时间长度足够它发生缓慢的变异过程，那么满足了这一条件，沉积物才能在同一个地质层的上部和下部得到介于两个类型之间的完全级进的系列。由此可知，这个堆积物一定非常厚，而且在其中发生变异的物种一定是在整个期间都生活在同一区域中。我们知道，一个非常厚而且全部含有化石的地质层，只有在沉陷期间才能堆积起来；在这个过程中，沉积物的供给必须与沉陷量接近平衡状态，这样才能使海水深度保持一致，才能使同一种海产物种在同一地域内生存。另一方面，这种沉陷运动有可能导致沉积物的地面沉没在水中；这样，在沉陷运动连续进行的时期，沉积物的供给便会减少。事实上，很难保证沉积物的供给和沉陷量之间达到完全的平衡，这无疑具有偶然性。不少古生物学者都观察到，在厚厚的沉积物中，除了它们的上部和下部附近，一般是不存在其他生物遗骸的。

　　丽蟾化石

　　丽蟾是我国已知的最早蛙类，生活在距今约1.25亿年前的白垩纪早期，与恐龙同时，它的发现大大提前了蛙类在中国的进化历史。

　　各个单独的地质层，和任何地方的整个地质层相似，它的堆积过程一般是间断的。我们常常看到，当一个地质层由许多非常不同的矿物层构成时，我们可以对此进行合理的推论，它们的沉积过程或多或少是曾经间断过的。人们虽然非常精密地对某个地质层进行了考察，然而，关于这个地质层的沉积过程所需要的时间，我们仍没有十分准确的概念。已经发现的众多事例证明，那些厚度仅仅只有数英尺的岩层，却反映了其他地方厚度达数千英尺的地层情况，可以想象，它们在堆积上需要花费何等长的时间。有人忽视了这个事实，他们甚至会怀疑，如此浅薄的地质层，怎么会反映了长时间的沉积过程。事实上，一个地质层的下层在升高后被剥蚀，然后再沉没，最后又被同一地质层的上层所覆盖，这方面的例子非常多。这些事实说明，沉积物巨大的广阔面在堆积期间，很容易被人忽视其存在的间隔时期。我们还看到另外一些情形，那些巨大的化石树依然像当时生长时那样直立着，这也明显地证明，在沉积过程中，存在着很长的间隔期以及水平面发生的变化。我们设想，如果这些巨大的化石树没有保存下来，人们大概不会想象出时间的间隔和水平面的变化的。例如，莱尔爵士和道森博士曾在新斯科舍发现了一个达1400英尺厚的石炭纪层，它的内部含有古代树根的层次并相互重叠，不少于68个不同的水平面。如果在一个地质层的下部、中部和上部出现同一个物种，我们就可以推论，这个物种可能在沉积的全部期间没有生活在同一地点，它可能在同一个地质时代内，曾经经过几度的绝迹和重现。因此，如果这个物种在任何一个地质层的沉积期间内发生了显著的变异，那么，这个地质层的某一部分就不会有理论上一定存在的微细的中间级进，它只是具有突发性的变化类型，虽然这种变化可能是很轻微的。

　　有一个重要问题需要记住，在如何区别物种和变种上，博物学者们并没有金科玉律。学者们承认各个物种都有细微的变异性，但当他们遇到两个类型之间存在着比较大的差异量，而又没有密切的中间级进把二者相连时，他们就要把这两个类型列为物种。根据以上理由，事实上，不可能在任何一个地质的断面中都看到这种连接，我们也不抱这一奢望。假定B和C是两个物种，并且假定在下面较古的地层中发现了第三个物种A。在这种情形下，即使A严格地介于B和C之间，除非有一些非常密切的中间变种把它与上述任何一个类型或两个类型同时连接起来，否则A就会被简单地列为第三个不同的物种。记住，就像前面所解释的那样，A也许是B和C的真正原始祖先，而且在各方面并不一定严格地介于它们二者之间。所以，我们可能从同一个地质层的下层和上层中得到亲种和它的若干变异了的后代。然而，如果我们没有同时得到无数的过渡级进，我们就无法辨识它们的血统关系，因而就会把它们列为不同的物种。

　　狼鳍鱼化石

　　狼鳍鱼是一种东亚特有的中生代鱼类，根据出土的化石来推断，狼鳍鱼的体长不会超过20厘米。尽管这种鱼类体形较小，但是它是目前已知最早的真骨鱼类。

　　大家知道，很多古生物学者是根据非常微小的差异来区别物种的。如果这些标本来自同一个地质层的不同层次，他们便会毫不犹豫地把它们列为不同的物种。现在，一些富有经验的贝类学者，已经把多比内及其他学者认定的很多非常完全的物种降为变种了。根据这一学说，我们的确能够看到那类变化的证据。关于第三纪末期的沉积物，大多数博物学者都相信，它们所含有的许多贝壳和现在还生存着的物种是相同的，但也存在一些不同的看法。例如，一些卓越的博物学者，如阿加西斯和皮克推特，他们认为，所有这种第三纪物种和现在还生存着的物种是完全不同的，虽然它们之间只存在着微小的差别。这些博物学者给我们提出了两难选择。我们或者相信这些著名的博物学者，承认第三纪后期的物种的确与它们的现在生存的代表完全相同；或者我们与大多数博物学者的判断相反，承认这种第三纪的物种的确与近代的物种完全不同。我们选择了其中一种，都能在这里获得我们所需要的那类微细变异屡屡发生的证据。如果我们观察一下它们广阔的间隔时期，也就是说，观察一下同一个巨大地质层中的不同但连续的层次，我们就会看到，那些埋藏的化石，虽然一般被列为不同的物种，但它们相互之间的关系与相隔遥远的地质层中的物种相比，无疑要密切得多。根据以上所述，关于这个学说所指向的方向发生的变化，这里又提供了很多无可怀疑的证据。对这个问题，我将在下章再加讨论。

　　对那些繁殖较快且移动不大的动物和植物，如前面所说，我们有理由推测，它们最初的变种通常具有区域性。这种区域性的变种，只有当它们相当程度地改变和完成了自己的使命，才会在一个大的区域广为分布，并排除它们的双亲类型。根据这一观点，我们要在任何地方的一个地质层中发现两个类型之间的早期过渡阶段的机会，无疑是很小的。原因是，人们将连续的变化假定为区域性的，也就是说，将它们局限在某一地点。事实上，大多数海产动物的分布范围都是很广的。我们看到，凡是在植物里分布范围最广的，也最容易呈现变种。根据这一观点，贝类以及其他海产动物中具有最广大分布范围的、已经远远超过我们已知的欧洲地质层界限以外的物种，一般最先产生地方变种，并产生新物种。基于此，我们在地质层中查出过渡诸阶段的机会无疑在很大程度上减少了。

　　被子植物化石

　　被子植物最早的化石，是在英国和以色列发现的，它们都是白垩纪早期的花粉颗粒化石；而发现于中国辽西地区的被子植物化石则是白垩纪中期的花粉颗粒化石。

　　最近，福尔克纳博士提出了一种重要的观点，导致了同样的结果，即虽然人们用年代计算，各个物种进行变化的时期是很长久的，但与它们没有进行变化的时期相比，可能还是很短的。

　　我们应该知道，今天，能用中间变种把两个类型连接起来的完全标本是非常稀少的。除非我们能够从很多地方采集众多的标本，否则，我们很难证明它们是同一个物种。而在化石物种上一般很难做到这一点。对这个问题，我们只需要问一问就明白了。例如，在某一个未来时代，地质学家能否证明我们的牛、绵羊、马、狗的各品种是从一个或几个原始祖先传下来的呢？那些栖息在北美洲海岸的某些海贝，它们是变种还是所谓的不同物种呢？一些贝类学家将它们列为物种，但又不同于它们的欧洲代表物种；而有一些贝类学家仅仅将它们列为变种。经过这样的提问后，我们就明白了，用无数微细的、中间的化石连锁来连接物种是不可能的。除非未来的地质学者发现了化石状态的无数中间级进之后，否则他们不能证明这一点，而要取得这样的成功几乎是不可能的。

　　相信物种的不变性的作者们反复地强调，地质学没有提供任何连锁的类型。下章我们将谈到这一点。毫无疑问，这种主张肯定是错误的。卢伯克爵士曾指出：“各个物种都是其他的近似类型之间的连锁。”如果我们以一个具有20个现存的和灭绝的物种的属为例，假定它的4/5被灭绝了，难道还有人会怀疑残余的物种之间会显得格外不同吗？我想大概没有人会这样想。如果这个属的两个极端类型是偶然被毁灭的，那么，这个属和其他的近似属应该更不相同。遗憾的是，地质学研究对下列问题都没有揭示：在过去的时代，曾经有无数的中间级进存在过，就如现存的变种那样细微，它们几乎将所有现存的和灭绝的物种都连结在了一起。当然，我们不能期望可以做到这一点。但这个问题却被人反复地提出，作为反对我的观点的一个最重要的主张。

　　应该说，用一个想象的例证把上述地质记录不完全的原因进行总结还是值得的。马来群岛的面积大约相当于从北角到地中海，或从英国到俄罗斯的欧洲面积。除美国的地质层外，它的面积与那些经过或多或少精确调查过的地质层的全部面积不相上下。我完全同意戈德温·奥斯汀先生的意见，他认为马来群岛的现实状况（它的很多大的岛屿已被广阔的浅海隔开），大概可以代表过去欧洲的大多数地质层正在进行堆积的状况。在生物方面，马来群岛是最丰富的区域之一，即使这样，如果我们把所有的曾经生活在那里的物种都搜集起来，就会发现，它们在代表世界自然史上同样是非常不完整的。

　　猛犸象化石 摄影 当代

　　猛犸象生活在北半球的第四纪大冰川时期，距今300万年至1万年前，身高一般5米，体重10吨左右，以草和灌木叶子为生。猛犸象身躯高大，体披长毛，最显著的外貌特征是长着一对长而粗壮的象牙，而且象牙向上向后弯曲并旋卷。

　　我们有很多理由相信，在马来群岛假定堆积的地质层中，陆栖生物的保存一定很不完全。严格意义上的海岸动物，或生活在海底裸露岩石上的动物，被埋藏在地质层中的，一般不会很多。即使有，那些被埋藏在砾石和沙中的生物也不会保存到遥远的时代。在海底没有沉积物堆积，或堆积的速率太慢，不足以覆盖死亡的生物体的地方，生物的遗骸就不可能被保存下来。

　　那些富含各类化石，而且有相当的厚度，在未来足以延续到就像第二纪层那样悠久时间的地质层，一般来说，它们在群岛中只能形成于沉陷期间。在沉陷期间，它们相互之间要被一个很长的间隔期分开；在这个间隔期间，地面一般会出现两种情形，或者保持静止，或者继续上升。在继续上升时，处在峻峭海岸上的含化石的地质层，会因不间断的海岸作用而遭受毁坏，毁坏的速度和堆积速度几乎相等。这和我们今天在南美洲海岸上见到的情形比较相似，在上升期间，在群岛间的广阔浅海中，沉积层也很难堆积得很厚，也就是说，它很难被后来的沉积物覆盖起来，从而到达保护的目的；因此，它没有机会存续到遥远的未来。在沉陷期间，大多数生物都会绝灭。在上升期间，可能会出现大量的生物变异，遗憾的是，关于这一时期的地质记录更加不完整。

　　关于群岛全部或一部分发生沉陷，以及同时发生的沉积物堆积，这些事件所经过的漫长时间，是否会超过同一物种类型的平均持续时间，对这个问题是提出质疑的。这种偶然事件，对两个或两个以上物种之间的一切过渡级进的保存是不可缺少的。如果这些级进不能全部保存下来，那些过渡的变种看上去就好像是许多新的密切近似的物种。另一方面，沉陷的漫长时期还可能被水平面的振动所间断，同时，在这个漫长的时期，还可能发生轻微的气候变化；处于这种情形下，群岛的生物就会迁移，于是，在任何一个地质层里，要完整保存有关它们变异的密切连续的记录无疑是很困难的。

　　群岛的多数海产生物，它们已超越了自己的生活界限，广泛分布到数千英里以外去了。由此类推，我们可以明确地说，这些广泛分布的物种，即使它们中只有一部分能够广泛分布，并经常产生新变种（这类变种最初是地方性的），然而，一旦它们取得了决定性的优势，也就是说，当它们进一步发生变异和改进时，它们就会慢慢地散布开去，并且把亲缘类型排斥掉。当这等变种重返故乡时，它们已和原来的状态大不相同了。虽然这种变化究其程度来说是非常轻微的，并且它们都是埋藏在同一地质层的稍微不同的亚层中，然而，根据众多古生物学者所遵循的原理，这些变种大概也会被列为新的不同的物种。

　　如果这种看法具有某种程度的真实性，我们就没有权利期望，在那里的地质层中找到无数的、差别微小的过渡类型。根据我们的学说，这些类型曾经把一切同群的过去物种和现在物种连接在一条长而分枝的生物连锁中。我们应该寻找存在的少数连锁。事实上，我们已经找到了它们。它们之间的关系有的远些，有的近些。这些连锁，即使曾经是非常密切的，但如果在同一地质层的不同层次被发现，也会被许多生物学者列为不同的物种。毫不讳言，就因为在每一个地质层的初期和末期生存的物种之间缺少无数过渡的连锁，从而对我的学说构成了严重的威胁，所以我对这些保存得最好的地质断面进行了考察，遗憾的是，它的记录竟然是如此贫乏。

　　在某些地质层中发现的

　　全群近似物种突然出现现象

　　物种全群在某些地质层中突然出现这一事件，曾被阿加西斯、匹克推特和塞奇威克等古生物学者看做是反对物种能够变迁这一学说的致命根据。如果属于同属或同科的无数物种真的会同时产生出来，那么，这一事实对进化学说确实是致命的，因为自然选择学说是以此为依据的。依据自然选择，所有从某一个祖先传下来的一群类型的发展，一定是一个非常缓慢的过程；而它们的祖先一定在它们变异了的后代出现很久以前就已经存在了。然而，人们常常过高地估计了地质记录的完整性，而且，由于某属某科没有出现在某一阶段，就错误地推论它们以前没有在那个阶段存在过。在这种情形下，只有积极性的古生物证据才可以完全信赖。而消极性的证据，经验告诉我们，那是没有价值的。然而，我们忘记了，那些被调查过的地质层的面积与我们生活的整个世界相比，它们是何等的渺小。我们可能还忘记了，在侵入欧洲的古代群岛和美国以前，物种群也许在其他地方已经存在很久，而且已经开始慢慢地繁衍起来了。我们对那些连续地质层之间所经过的间隔时间，也没有进行恰如其当的考虑。在许多情形下，它可能比各个地质层堆积起来所需要的时间还要长。这些间隔时间给予了物种充分的机会，使它们从某一个双亲类型繁生起来，它给人们的感觉是，在以后生成的地质层中，这些物种好像是被突然创造出来的一样。

　　追杀无齿海牛 油画 19世纪

　　画面反映的是白令海域的水手们正在追杀无齿海牛的情景。无齿海牛的灭绝是人类的一次自我亵渎。无齿海牛的身躯庞大，喜在浅水处脊背露出水外，以海藻等海洋植物为食，群居生活。

　　这里，我仍要再一次强调一个问题，即一种生物对于某种新的、特殊的生活方式的适应，一般来说要经过长久连续的年代，如鸟在空中飞翔。它们的过渡类型常常会在某一区域内保留很长时间。然而，这种适应一旦成功，并且少数物种由于经过这种适应过程，比别的物种获得了更大的优势，那么，只要短短的时间，它们中就会产生出许多有分歧的类型来，而这些类型便会迅速、广泛地在全世界传播开来。匹克推特教授曾对本书写了一篇优秀书评，其中以鸟类作为例证，评论了早期的过渡类型。他没有看出假想的原始型的前肢，在连续性的变异中可能带来什么利益。然而，看看“南方海洋”上的企鹅，它的前肢，难道不是正处于“既非真的臂，也非真的翼”这一真正的中间状态下吗？这种鸟在生存斗争中占据了对它们有利的地位，不但它们的个体数目无限多，而且种类也很多。这里，我并不是假定我见到的就是鸟翅曾经经过的真实的过渡级进，但翅膀对企鹅的变异了的后代应该是有利的。首先，它可以使其变为像大头鸭那样，能够在海面上自由飞行，最后从海面飞起，在空中滑翔。相信这一切应该没有什么特别的困难。

　　地质年代图表

　　古生物学家根据化石周围岩石的年龄，确定化石的年代，这叫“相对定年法”。他们还测定岩石和化石里所含的放射性化学物质，来确定它们形成的年代，这叫“绝对定年法”。

　　史前时期分为不同的阶段，叫“代”，每个代又分为若干“纪”，每一个阶段都长达几百万年。如果你从地球表面深深地挖下去，就会找到各个存活在不同时期的动、植物化石。

　　我现在举几个例子来证明前面的话，并说明我们在假定全群物种曾经突然产生这一问题上是多么容易犯错误。甚至在匹克推特关于古生物学的伟大著作的第一版（出版于1844至1846年）和第二版（出版于1853至1857年）之间，在这样一个短暂的时期，对于几个动物群的出现和消灭的结论就发生了很大的改变。到这部著作出版第三版时，可能还要发生更大的改变。我再说一件大家熟知的事实。不久前，人们发表的一些地质学论文，其中都说哺乳动物是在第三纪初期才突然出现的。现在，我们已知的富含化石哺乳动物的堆积物则属于第二纪层的中央部分，并且在接近这个纪的初期，在新红沙岩中发现了真的哺乳动物。居维叶一贯主张，在第三纪层中没有猴子出现；然而，目前在印度、南美洲和欧洲更古的第三纪的新世层中却发现了它的灭绝种。如果不是在美国的新红沙岩中偶然保存了它们的足迹，谁敢设想在那个时代，至少有不下30种不同的鸟形动物曾经存在过呢？它们中，有些甚至是非常巨大的，而在这些岩层中，却没有发现这些动物遗骨的任何一块碎片。不久以前，一些古生物学者提出，整个鸟纲都是在始新世突然产生的。然而我们知道，根据欧文教授的权威意见，在上部绿沙岩的沉积期间，的确已经存在着一种鸟了；更近些，在索伦何芬的鲕状板岩中，人们发现了一种奇怪的鸟，现在我们将它称为始祖鸟。这种鸟有着蜥蜴状的长尾，尾上每节都有一对羽毛；它的翅膀上长着两个发达的爪。据我所知，任何近代的发现都没有比这一发现更有说服力，它有力地证明了，我们对这个世界以前的生物的知识是何等的贫乏。

　　这里，我再举一个我亲眼看到的、使我十分感动的例子。我曾在一篇论无柄蔓足类化石的报告中列举了以下事实：1．现存和灭绝的第三纪物种存在的大量数目；2．全世界从北极到赤道，栖息在从高潮线到50英寻各种不同深度中的许多物种异常繁多的个体数目；3．那些最古的第三纪层中被保存下来的完整标本；4．遗留下来的一个很容易辨识的壳瓣的碎片。根据这些，我推论，如果无柄蔓足类曾经生存在第二纪，它们肯定会被保存下来，并被人们发现。然而，因为人们没有在这个时代的岩层中发现过它们的一个物种，所以我曾经断言，这一大群物种是在第三纪的初期突然出现的。这个结论使我十分痛苦。我当时想，这会给一个大群的物种突然出现增加一个事例。然而，就在我的著作将要出版时，一位经验非常丰富的古生物学家波斯开先生给我寄来一张完整的标本图。毫无疑问，图中的物种是一种无柄蔓足类，这个化石是波斯开先生亲自从比利时的白垩纪中采集到的。似乎是为了使这一情形更加动人，这个物种是藤壶属，是一个很普通、很巨大，到处都存在的一属。在这一属中，人们还没有在第三纪层中发现它们之后的一个物种。更近的时候，伍德沃德曾在白垩纪上部发现了无柄蔓足类的另外一个亚科的成员，即四甲藤壶。根据以上的发现所提供的证据，我们现在可以有把握地说，这群动物在第二纪时曾经存在过。

　　蛇化石 摄影 现代

　　这是在美国得克萨斯州的岩石中发现的化石。它们是生活在大约260万年前的原始爬虫。从这些化石中观察发现，这些动物的身体构造已相当精巧和完善，如一些古代的贝壳化石，曾被早期的博物学家认为是蛇的遗骸。

　　全群物种突然出现的一个明确现象，就是古生物学者常常提到的硬骨鱼类。阿加西斯说，它们是在白垩纪下部出现的。这一鱼类包含了现存物种的大部分。但是，人们普遍将侏罗纪和三叠纪的某些类型看做是硬骨鱼类，甚至一位权威学者也将某些古生代的类型分在这一类里。如果硬骨鱼类确实是在北半球的白垩纪初期时突然出现的，这当然值得我们的高度重视。然而，除非有事实证明，这一物种在世界其他地方，并在同一时期内突然同时发展起来，否则，它并没有对我们现有的认识造成不可克服的困难。我们知道，在赤道以南并没有发现过任何化石鱼类，对此，这里就不多说了。读了匹克推特的古生物学，我们知道在欧洲的几个地质层也仅仅发现过很少的物种。今天，少数鱼科的分布范围也是有限的；硬骨鱼类的情形大概与此相似，它们先前的分布范围也是受到限制的；它们仅仅在某一个海里经过很大的发展后，才开始广泛地分布开去。同时，我们也没有任何权利来进行这样的假定：从南到北，世界上的海永远是自由开放的，今天的情形也说明了这一点。今天，如果马来群岛变为陆地，那么，印度洋的热带部分大概就会形成一个完全封锁的巨大盆地；在那里，海产动物的任何大群都可能繁衍起来。然后，它们中的某些物种开始适应了这种较冷的气候，能够绕过非洲或澳洲的南方的角，并由此到达其他遥远的海洋；这时，这一动物大概就会被局限在那一个地区了。

　　根据以上考察，说明我们对欧洲和美国以外地方的地质学是何等的无知。近十余年来，新的发现掀起了古生物学界的一场革命，人们的知识发生了很大变化。由此，我认为，如果我们对全世界生物类型的演替问题轻易地下断论，就像一个博物学者在澳洲的一个不毛之地待了5分钟后就来讨论那里生物的数量和分布范围一样，这确实是太轻率了。

　　大自然的奇迹——腹足纲化石 克诺尔 水彩画18世纪

　　这幅腹足纲化石图，是克诺尔为自己的著作《大自然的奇迹和地球古物的收藏，含石化物》一书绘制的插图。克诺尔和瓦尔希估计，地球上曾出现过一段长达几千年之久的地质灾难期，他们下结论说，并非所有的化石都属于同一年代，因而化石的起源可能有不同的原因。

　　近似物种群在已知化石层的最底层突然出现

　　还有一个与上述问题相似的难点更加严重。这里说的是动物界的几个主要类属的物种，它们在人们已知的最下层化石岩层中突然出现的情形。通过大家的讨论，我相信，同群的一切现存物种都是从一个单一的祖先传下来的，这个观点也同样适用于最早的既知物种。例如，所有寒武纪和志留纪的三叶虫类，它们都是从某一种甲壳动物传下来的；而这种 甲壳类一定早在寒武纪以前就已经存在了，可能它和我们所知的所有动物都有很大的不同。某些最古的动物，如鹦鹉螺、海豆芽等，它们与现存物种并没有太大区别；根据我的学说，我们不能假定，这些古老的物种是其后出现的同群的所有物种的原始祖先，原因在于这些物种不具有任何的中间性状。

　　如果我的学说是真实的，那么，在寒武纪最下层沉积之前，必然经过了一个很长的时期。如果把从寒武纪到今天这一时间长度相比，这一时期大概与此一样久远，甚至还要更长一些。在这样一个长久的时期，世界上必然已经到处是生物。谈到这个问题，我们又遇到了不同的、有力的反对意见。对于地球在适于生物居住的状态下是否确实经历了那么长时期，人们对此提出了质疑。汤普森爵士曾经断言，地壳形成目前的凝固状态，时间不会在2000万年以下或4亿万年以上。他认为，这段时间大概在9800万年以下或2亿万年以上。时间差距如此之大，说明这些数据本身是值得怀疑的。另外，以后其他要素还可能被引入到这个问题上来。克罗尔先生曾计算，从寒武纪开始，至今大约已经经过了6000万年。然而，根据从冰期开始以来生物的微小变化量进行判断，自从寒武纪以来，生物确实曾经发生过非常大的多次变化。与这种变化相比，6000万年时间似乎太短了，甚至这以前的1.4亿年对于在寒武纪中已经存在的各种生物的发展来说，其时间长度也不够。当然，汤普森爵士还提出了另一个主张，他认为，在非常遥远的时代，由于世界所处的物理条件不同，物种的变化可能比今天更急促、更激烈，而这一变化显然有助于促使生物以相应的速度发生变化。

　　洪 水 油画 19世纪

　　洪荒时代，洪水几乎覆盖整个地表，它们铲低山峰、冲塌高地、冲断山脉。之后洪水沉积到地下，浸塌地下的洞穴，产生深渊，大地表面的水位才逐渐降低。但洪水并没有就此停息，人类诞生后，它仍然经常侵袭人类的家园。图为19世纪油画，描绘了洪水如猛兽般吞噬人类家园，人们纷纷爬到高处避难的情景。

　　火山爆发

　　火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体，对气候造成极大的影响，也极大地改变了当地地质情况。

　　即将爆发的火山

　　地壳之下100至150千米处，有一个“液态区”，区内存在着高温、高压下含有气体的熔融状硅酸盐物质，即岩浆。岩浆沿着山脉隆起造成的裂痕上升，当熔岩的压力大于岩石顶盖的压力时，便向外迸发成为火山。火山在地球上分布很不均匀，它们一般都出现在地壳中的断裂带。就世界范围而言，火山主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚细亚到地中海一带。

　　为什么人们没有在寒武纪以前这个假定的最早时期内发现富含化石的沉积物呢？关于这个问题，我目前还不能给予一个满意的解答。以默奇森爵士为首的几位地质学者，应该说是很卓越的。他们直到现在仍然相信，人类在志留纪最下层所看到的生物遗骸是生命的最初曙光。另外一些享有盛名的鉴定者，如莱尔和福布斯，则对这一结论持反对意见。应该记住，我们对这个世界的认识达到精确的，只是其中的一小部分。就在不久之前，巴兰得在人们已知的志留纪的下面又发现了一个更下方的地层，在里面发现了特别的新物种，而希克斯先生则在南威尔士的下寒武纪层中发现了三叶虫及含有各种软体动物和环虫类的岩层。现在我们知道，甚至在某些最低等的无生岩中也有磷质小块初沥青物质存在。这些发现，可能是对这一时期存在生命的暗示。加拿大的劳伦纪层中存在着始生虫，这个事实已经被大家所承认。在加拿大的志留系存在着三大系列的地层，地质学者曾在最下面的地层中发现过始生虫。洛根爵士说：“如果将这三大系列地层的厚度加起来，可能远远超过从古生代基部到现在的所有岩石的厚度。这样，人类就被带回到一个非常遥远的时代。相比之下，巴兰得所谓的原始动物的出现，可能会被某些人看做是比较近代的事情。”我们知道，始生虫的等级在所有动物的纲中是最低等的，然而，在它所属的这一纲中，它的等级却是高级的；它的数量曾经非常大。道森博士曾这样描述这些始生虫：它们肯定以其他的微小生物为食饵，而这些微小生物的数量一定非常大。我在1859年曾说过，有关生物远在寒武纪以前就已经存在。这个观点与以后洛根爵士所说的几乎相同，而且被证明是正确的了。尽管人们的认识已经有了很大的进展，但要对寒武系以下为什么没有叠积富含化石的巨大地层举出有说服力的理由，仍然是很困难的。如果说其中的原因是那些古老的岩层已经因为剥蚀作用而完全消失，或者说化石因为变质作用而整个泯灭了，这似乎是不可能的。如果事实真是这样，我们一定会在它们之后的地质层中发现哪怕微小的残余物；一般来说，这种残余物常常是以部分变质状态存在的。然而，我们在现今的关于俄罗斯和北美洲的范围广大的志留纪沉积物的描述中并没有发现它们，当然也没有支持这种观点的描述：一个地质层越古老，就越容易遭受强度极大的剥蚀作用和变质作用。

　　对于这种情形，目前还无法作出解释，因此，有人把它作为一种有力的论据，对本书所持的观点进行反驳。为了对以后可能得到的某种解释提出一个思路，这里，我愿提出以下假说：根据在欧洲和美国的若干地质层中发现的生物遗骸的性质（这些遗骸似乎没有在深海中栖息过），并根据构成地质层的厚达数英里的沉积物的量，我们可以进行这样的推论：产生沉积物的大岛屿或陆地，它们一直处在现在的欧洲和北美洲的大陆附近。这个观点得到了阿加西斯和其他一些人的赞同。然而，我们仍不知道，在一些连续地质层之间的间隔期内，事物的状态究竟如何。在这个间隔期内，欧洲和美国究竟是干燥的陆地，还是没有任何沉积物沉积的近陆海底，甚至是一片广阔的、深不可测的海底？这些，我们都不知道。

　　博尔卡峰的鱼化石

　　人们可以通过化石来探索古代生物的形状和它们生活的情况。这些生物死亡后，遗体中的有机质分解殆尽，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起经过石化变成石头，但它们依然保留着原来的形态、结构，同样，它们生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。

　　地质图 巴克兰 水彩画 19世纪

　　化石学家巴克兰的地质学和矿物学著作《布里奇沃特论集》，以布里奇沃特伯爵的名字命名，以此纪念这位伯爵对他的科考工作的支持。这两幅地质图反映了“地壳的一部分”，其中植物和动物布置与地层相对应。此图是巴克兰亲手绘制的。

　　珊瑚礁

　　珊瑚从古生代初期开始繁衍，一直延续至今，可作为划分地层，判断古气候、古地理的重要标志。达尔文根据珊瑚礁礁体与岸线的关系，将珊瑚礁划分为岸礁、堡礁和环礁；根据形态将珊瑚礁划分为台礁和点礁等类型。

　　今天的海洋是陆地的三倍，散布着众多的岛屿。然而，我们知道，除新西兰以外，几乎不存在着一个真正的海洋岛，如果新西兰还算一个海洋岛的话。它们没有提供过一件古生代或第二纪地质层的残余物。根据这一事实，我们大概可以推论：在古生代和第二纪期间，大陆和大陆岛屿不是存在于现在海洋的范围内。因为，如果它们曾经在现在海洋的范围内存在过，那么，古生代层和第二纪层就应该有它们消灭、崩溃了的沉积物的堆积层。这一地层，由于时间非常久远，在这个期间内，一定会发生水平面的振动，于是，就形成了至少某一部分的隆起现象。如果我们从这个事实中可以推论任何事情，那我们同样可以这样推论：在现在的海洋范围内，从人类有记录的远古时代以来，就一直存在着海洋；同样，在现在大陆存在的地方，也曾有过大片陆地的存在，而且，从寒武纪以来，它们无疑蒙受了水平面的巨大振动。我在《论珊瑚礁》一书中，曾附有一些彩色地图，它们帮助我作出了如下结论：直到今天，各大海洋仍然是沉陷的主要区域；大群岛仍然是水平面振动的区域；大陆仍然是上升的区域。当然，我们没有任何理由说，自从世界开始以来，事情一直就是这样的，没有任何变化。大陆的形成，可能是由于在多次水平面发生振动时所形成的上升力量占优势造成的。但我们要问：这种占优势运动的地域，难道在长时期的推移中没有发生任何变化吗？可以推想，远在寒武纪以前的某一个时期，今天是海洋的地方，也许曾经是一片大陆；而现在是大陆的地方，也许曾经是一片广阔的海洋。现在，如果太平洋海底变为一片大陆，即使那里有比寒武纪层还古的沉积层沉积下来，我们也不应假定我能够辨识它们的形态。原因是，由于这些地层沉陷到更接近地球中心数英里的地方，加之上面有水的巨大压力，它们可能比接近地球表面的地层所蒙受的变质作用更为严重。世界上有裸露变质岩的广大区域，如南美洲，这些区域一定曾经在巨大的压力下遭受过灼热的作用。对于这些区域，我总觉得应该进行特别的解释。在这些广大区域里，我们大概可以看到，有很多远在寒武纪以前的地质层，它们一直处在完全变质、完全剥蚀了的状态之下的。

　　地球的发展 合成图

　　该图形象地描绘了地球从距今两亿年前到距今6500万年前的发展轨迹。画面清晰地展现了地球板块的变化，以及由此引发的地质情况的明显改变。

　　这里所讨论的几个难点是：一、虽然我们在地质层中看到了许多介于今天的物种和过去的物种之间的连锁，但没有看见把二者紧密连接起来的无数微细的过渡类型；二、在欧洲的地质层中，一些物种群突然出现。而据我们现在所知，在寒武纪层以下，几乎完全没有富含化石的地质层。这些难点，就其性质来说，无疑是极其严重的。居维叶、阿加西斯、巴兰得、匹克推特、福尔克纳、福布斯等，可以称得上是卓越的古生物学者，而莱尔、默奇森、塞奇威克等，称得上是最伟大的地质学者，他们都曾经非常一致且强烈坚持物种的不变性。由此，我们可以感受到上述难点的严重程度。但现在莱尔爵士开始支持相反的一面，这是一种最高权威的支持。与此同时，大多数的地质学者和古生物学者对于他们以前的信念也开始动摇了。那些相信地质记录基本上是完整的人，肯定会毫不犹豫地反对这个学说。至于我自己，我比较喜欢莱尔的比喻并遵循它，即地质的记录是一部已经散失不全并且经常用变化的方言写成的世界历史。在这部历史中，我们只有最后的一卷，而且它只与两三个国家有关系。在这一卷中，又仅仅在这里或那里保存了一个短章；卷中每页只有寥寥几行字。这些慢慢变化着的语言，在每一章中又呈现出不同的情形。这些文字可能代表埋藏在连续地质层中的被错认为突然出现的诸生物类型。根据这一观点，前面所讨论的难点就大大地缩小，甚至消失了。 凤凰联动文库：论文学涵养细节（套装共15册）